稀土是新能源、高新技术等领域不可或缺的关键原料。全球一半以上的稀土储量来自一种名为“碳酸岩”的火成岩，但奇怪的是，仅有不到10%的碳酸岩体真正形成了有经济价值的“稀土矿”。
在电子探针实验室，薛硕（左）与杨武斌（右）一同进行实验样品的微区成分分析，以获取关键的地球化学数据 受访者 供图
为什么有的碳酸岩富集稀土，有的却不能？2月3日，中国科学院广州地球化学研究所副研究员薛硕、研究员杨武斌及其合作团队在国际学术期刊《自然·通讯》上发表的最新研究给出了关键答案：碳酸质岩浆的侵位深度（即压力）是控制稀土能否超常聚集的关键因素。
研究人员通过高温高压实验发现，答案就在岩浆最终停下来的深度上，大致以地下10公里为界。
如果岩浆停在比较浅的地方（小于10公里）——
一种叫“磷灰石”的矿物会早早地结晶出来。这时候形成的磷灰石像个“笼子”，会把稀土元素死死锁在里面。这样一来，稀土在早期就被固定住了，后面想再富集也难。而且浅处压力小，岩浆会跑出很多“清汤寡水”的热液，这种热液很难搬运稀土，所以最后稀土就分散了，聚不到一块，形不成有开采价值的大矿。
反过来，如果岩浆待在比较深的地方（大于10公里）——
情况就完全不一样了。另一种叫“橄榄石”的矿物会先结晶，它会消耗掉岩浆里大量的“硅”。后续的磷灰石因为缺硅，就造不出那个“笼子”，锁不住稀土。深处压力大，岩浆能溶解更多的水，热液跑得慢，整个体系会变得更“咸”、更“肥”。稀土元素在这种“肥汤”里特别容易待住，而且越聚越多。最后，它们会先形成一些过渡矿物做铺垫，为后期像“氟碳铈矿”这种有经济价值的稀土矿物大规模沉淀打下坚实基础。
这个发现可以解释全球稀土矿的分布规律。如中国著名的白云鄂博、牦牛坪等世界级大矿，成矿岩体都比较深，深度普遍大于10公里。而像瑞典、坦桑尼亚一些地方的碳酸岩，因为待得浅，虽然石头里也有稀土，但就是富集不起来，不值钱。
这项研究等于是在“岩浆深度”和“稀土成矿”之间画上了一条清晰的因果线。它不仅解开了多年的谜题，更重要的是能给新稀土矿的发现提供指引。
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